酶工程抗體酶

抗體酶抗體酶(abzyme)，又稱催化抗體(catalyticantibodv)，是指通過一系列化學(xué)與生物技術(shù)方法制備出的具有催化活性的抗體，它既具有相應(yīng)的免疫活性，又能像酶那樣催化某種化學(xué)反應(yīng)。研究背景抗體酶的制備方法抗體酶的應(yīng)用抗體酶存在的問題未來對(duì)抗體酶的研究重點(diǎn)抗體酶的發(fā)展前景

目錄機(jī)體的免疫系統(tǒng)可以產(chǎn)生108~109

個(gè)不同的抗體分子，抗體分子的多樣性它幾乎無限的識(shí)別能力，這正是抗體得以與靶分子精確匹配，從而產(chǎn)生高度特異性和親和性的分子基礎(chǔ)?？贵w對(duì)的精細(xì)識(shí)別性使其能結(jié)合幾乎任何天然的或合成的分子。利用免疫系統(tǒng)的這一特性將抗體開發(fā)成適合特定用途的酶，是很有意義的研究。研究背景1969年Jencks在酶反應(yīng)過渡態(tài)理論的基礎(chǔ)上猜想：若抗體能結(jié)合反應(yīng)的過渡態(tài)，理論上它則能夠獲得催化性質(zhì)。1984年Lerner進(jìn)一步推測：以過渡態(tài)類似物作為半抗原，則其誘發(fā)出的抗體即與該類似物有著互補(bǔ)的構(gòu)象，這種抗體與底物結(jié)合后，即可誘導(dǎo)底物進(jìn)入過渡態(tài)構(gòu)象，從而引起催化作用。根據(jù)這個(gè)猜想，Lerner和schultz分別領(lǐng)導(dǎo)各自的研究小組獨(dú)立地證明了：針對(duì)羧酸酯水解的過渡態(tài)類似物產(chǎn)生的抗體，能催化相應(yīng)的羧酸酯和碳酸酯的水解反應(yīng)。1986年美國《Science》雜志同時(shí)發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)，并將這類具催化能力的免疫球蛋白稱為抗體酶。研究背景誘導(dǎo)法是利用反應(yīng)過渡態(tài)類似物為半抗原免疫小鼠，制作單克隆抗體，篩選出具高催化活性的單抗即抗體酶。因半抗原沒有免疫原性，需要將設(shè)計(jì)好的半抗原分子與載體蛋白(如白蛋白)偶聯(lián)制成完全抗原，然后免疫動(dòng)物，按單克隆抗體制備程序獲得雜交瘤，分泌單克隆抗體，經(jīng)篩選和純化得特異性的抗體酶?？贵w酶的制備方法

1.誘導(dǎo)法

(1)過渡態(tài)類似物的構(gòu)建：由于準(zhǔn)確的過渡狀態(tài)很難確定或合成，因此，制備抗體酶使用的半抗原是過渡態(tài)類似物，這一步是關(guān)鍵。(2)抗原的制備：將人工設(shè)計(jì)并構(gòu)建的過渡態(tài)類似物(半抗原)，用化學(xué)方法與載體蛋白相連成完全抗原，然后免疫動(dòng)物。(3)利用單克隆抗體篩選技術(shù)制備抗體酶：這種雜交瘤細(xì)胞能夠產(chǎn)生單一的抗體，又能在細(xì)胞培養(yǎng)條件下快速繁殖，可以大量制備單一抗體。1.誘導(dǎo)法1.誘導(dǎo)法Lerner和Schultz兩個(gè)小組就是用誘導(dǎo)法在世界上首先制備出了抗體酶，設(shè)計(jì)與原理如圖拷貝法主要根據(jù)抗體生成過程中抗原--抗體互補(bǔ)性來設(shè)計(jì)的。（1）用已知的酶作為抗原免疫動(dòng)物，通過單克隆技術(shù)，得到抗酶抗體。（2）再將此抗體作為抗原去免疫動(dòng)物，再次采用單克隆技術(shù)，經(jīng)篩選和純化就可獲得具有原來酶活性的抗體酶。因?yàn)榭乖c該抗原產(chǎn)生的抗體具有互補(bǔ)性，經(jīng)兩次拷貝，就把酶的活性部位的信息翻錄到抗體酶上了，使該抗體酶活性中心的空間結(jié)構(gòu)與原酶的形狀完全一致，保證了對(duì)同底物的特異性。2.拷貝法2.拷貝法抗體酶和酶都可以用化學(xué)修飾法加以改造，關(guān)鍵是找到一種溫和的方法在抗體結(jié)合位置或附近引入具有催化功能的基團(tuán)。游離巰基就是適合的基團(tuán)之一，它具有高親和性，易于氧化，能通過二硫化物進(jìn)行交換反應(yīng)或親電反應(yīng)而選擇性修飾的特點(diǎn)。

此法不需要了解反應(yīng)的過渡態(tài)及反應(yīng)的詳細(xì)機(jī)制，而且可以引入天然和人工合成的輔因子。

3.抗體結(jié)合部位修飾法一般先用可裂解親和試劑與抗體作用，然后再用二硫蘇糖醇處理，則在